Phương pháp truyền dữ liệu giữa hai điện thoại thông minh qua môi trường ánh sáng nhìn thấy

Bài viết Phương pháp truyền dữ liệu giữa hai điện thoại thông minh qua môi trường ánh sáng nhìn thấy đề xuất một phương pháp tách dữ liệu mới sử dụng trong hệ thống truyền dẫn dữ liệu giữa hai điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android qua môi trường ánh sáng nhìn thấy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp truyền dữ liệu giữa hai điện thoại thông minh qua môi trường ánh sáng nhìn thấy 88 Hà Duyên Trung, Nguyễn Tiến Hòa, Đỗ Trọng Tuấn PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN DỮ LIỆU GIỮA HAI ĐIỆN THOẠI THÔNG MINH QUA MÔI TRƯỜNG ÁNH SÁNG NHÌN THẤY A DATA TRANSMISSION METHOD BETWEEN TWO SMARTPHONES OVER VISIBLE LIGHT COMMUNICATION CHANNELS Hà Duyên Trung, Nguyễn Tiến Hòa, Đỗ Trọng Tuấn Viện Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; trung.haduyen@hust.edu.vn Tóm tắt - Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một phương pháp Abstract - In this paper, we propose a new detection approach for tách dữ liệu mới sử dụng trong hệ thống truyền dẫn dữ liệu giữa hai a data transmission system between two Android smart-phones điện thoại thông minh sử dụng hệ điều hành Android qua môi trường over visible light communications (VLC) channels. In the designed ánh sáng nhìn thấy. Chúng tôi lần lượt trình bày trong hệ thống thiết system, data is firstly encoded into images. Secondly, these kế này, đầu tiên dữ liệu được mã hóa thành các hình ảnh. Tiếp đến, images are displayed on the flashing transmitter’s screen for các hình ảnh này được hiển thị trên màn hình máy phát để truyền transmitting over VLC channels. The receiver’s camera then qua kênh truyền ánh sáng VLC. Sau đó, camera của máy thu sẽ tiếp captures the flashing images from the transmitter at distances of nhận các ảnh này ở khoảng cách từ 10 đến 35 cm và cuối cùng giải 10÷35 cm and finally decodes a frame subtraction to detect the mã khung để tách các dữ liệu ban đầu. Hệ thống tự thiết kế và phát transmitted data. The designed system is implemented and deve- triển của chúng tôi được thực thi trên nền tảng Android. Các kết lopped on Android operating platform. Practical experiments are quả thực nghiệm đã đánh giá được về tỷ lệ lỗi bit (BER) dưới tác implemented to evaluate bit error rate (BER) performance under động của các tham số khác nhau về cường độ sáng của màn hình the effect of several parameters on the data detection such as the máy phát, khoảng cách truyền dẫn và nhiễu môi trường gây ra bởi bright-ness of the flashing transmitter’s screen, the transmitting ánh sáng ngoài. distance and interference caused by the lux of lighting sources. Từ khóa - điện thoại thông minh; Android; thông tin ánh sáng nhìn Key words - Smartphone; Android; visible light communications; thấy; xử lý ảnh; tỷ lệ lỗi Bit (BER). image processing; Bit Error Rate (BER). 1. Giới thiệu tốc độ khung hình camera và có thể đạt tốc độ dữ liệu là Ngày nay các thiết bị điện tử nói chung và điện thoại 3,1 kbps. Tuy nhiên, khi bề mặt phản xạ không đều và phức thông minh nói riêng thực hiện truyền dẫn dữ liệu bằng tạp thì phương pháp này không còn phù hợp. Phương pháp sóng vô tuyến điện từ, nó cho phép thực hiện kết nối ở tốc tiếp cận tương tự [6] được tác giả P. Ji và cộng sự đề xuất độ tới Gbps trong môi trường fa-đing. Tuy nhiên, khi nhu sau đó trong [7] trên nền tảng iOS khi truyền dữ liệu giữa cầu truyền dữ liệu không dây tăng lên thì phổ tần số vô ánh sáng phương tiện giao thông và camera điện thoại tuyến sẽ dự báo sẽ dần cạn kiệt [1]. Thêm vào đó, do tác thông minh (Vehicular VLC). Kết quả từ mẫu thử nghiệm động gây nhiễu sóng điện từ lẫn nhau giữa các thiết bị đầu (prototype) thực tế chỉ ra ở khoảng cách tối đa 40cm cho tỷ cuối sẽ làm ảnh hưởng tới những môi trường sử dụng có lệ lỗi bit (bit-error-rate, BER) là 0,72% và lỗi phát hiện tính đặc thù như trong bệnh viện hay trên máy bay [2]. khung hình (frame-detection-error) là 1,7%. Tiếp theo đó, Công nghệ truyền thông sử dụng ánh sáng nhìn thấy cũng bằng phương pháp sử dụng cảm biến CMOS, tác giả VLC (Visible Light Communications) đã và đang được cho T.-H. Do và M. Yoo trình bày trong [8] phương pháp phân là một công nghệ rất hấp dẫn ở những môi trường mà nhiễu tính toán học kết hợp mô phỏng về chất lượng tín hiệu trên sóng điện từ là một vấn đề cần giải quyết [3], [4]. Thêm nhiễu (gồm nhiễu liên ký tự và nhiễu môi trường) nhận nữa, trong khu vực yêu cầu bảo mật thông tin được đặt lên được và tốc độ dữ liệu có xem xét đến tác động của các hàng đầu như an ninh quốc phòng thì công nghệ này cho tham số hệ thống như phép đo trắc quang, vận hành máy phép tạo ra các kênh thông tin an toàn trong các môi trường ảnh, xử lý nhiếp ảnh và hình ảnh. Tuy nhiên, tất cả các văn phòng hoặc toà nhà. Trong những năm gần đây, đã có nghiên cứu trên chỉ tập trung vào các xử lý ảnh bên thu khi nghiên cứu về điện thoại thông minh có khả năng xử lý dữ tín hiệu được phát đi bằng mã hóa khóa bật-tắt (on-off liệu thông tin từ nguồn ánh sáng của bộ đèn LED thông qua keying) ánh sáng từ các đèn LED đơn. cảm biến CMOS [5]-[8]. Picapi Camera của Casio [5] sử Đã có một số nghiên cứu gần đây đề cập tới việc sử dụng các chấm nhấp nháy trên màn hình hoặc nhấp nháy dụng mảng ma trận LED hay màn hình LCD của điện thoại ánh sáng màu để chuyển tải một lượng nhỏ dữ liệu. Tốc độ thông minh như là một thiết bị phát dữ liệu qua môi trường dữ liệu rất thấp và đèn truyền cần phải có ánh sáng đặc biệt ánh sáng nhìn thấy [9]-[11]. Tác giả trong [9] trình bày một để thay đổi màu sắc đỏ, xanh lục và xanh dương (RGB). thử nghiệm hệ thống truyền ...